JPH11341863A - Dc motor driver - Google Patents

Dc motor driver

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JPH11341863A
JPH11341863A JP11128866A JP12886699A JPH11341863A JP H11341863 A JPH11341863 A JP H11341863A JP 11128866 A JP11128866 A JP 11128866A JP 12886699 A JP12886699 A JP 12886699A JP H11341863 A JPH11341863 A JP H11341863A
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voltage
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Yutaka Kamoki
豊 鴨木
Masao Mizumoto
正夫 水本
Yasunori Terai
保則 寺井
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Sanyo Electric Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
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Sanyo Electric Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable stable control for a motor which has a small inertia moment or when sampling interval of rotating speed cannot be reduced without the reduction in a starting torque, by controlling torque ripples with a more simplified circuit and for number of external parts. SOLUTION: A control input voltage Vc to be impressed to a control input terminal 711 is inputted to non-inverted input terminals of preamplifiers 710, 720 connecting the reference voltages Vt1, Vt2 which are generated by dividing a circuit power supply voltage Vcc with resistors 23, 35, 24. Respective output currents I2, I3 are inputted to a resistor 22, and it is then compared with a voltage generated in a resistor 21 by a motor current Im of a DC motor 40 with an error amplifier 800. An output current of the error amplifier 800 is inputted to the base of the transistor 30 for controlling the motor current Im of the DC motor 40 connected to the collector of transistor 30 by means of a control input voltage Vc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は直流モータの駆動装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a DC motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のVTRやテープレコーダ等の機器
に使用される直流モータ、特に直流ブラシレスモータは
静粛で円滑な回転を得るため相切替えの電流傾斜を緩や
かにし、トルクリップルを電気的に補正する機能を備え
た駆動装置を使用することが多い。例えば、特開昭61−
142986号公報(以下、文献1と略記)には、前置増幅器の
流入方向の出力の和と流出方向の出力の和を比較し、そ
の差を前置増幅器のオフセット調整端子に帰還すること
によりホール素子のオフセットと3次高調波の影響を除
去する方法と、パワー増幅器の出力の和と出力制御信
号、あるいは出力制御信号と前置増幅器の流入方向の出
力の和を比較し、その差により前置増幅器の増幅度ある
いはホール素子の給電電圧を制御することによりホール
素子の感度ばらつきの影響を抑圧する方法、およびホー
ル素子のオフセット調整ループの比較器の出力を出力制
御信号に加算することによりトルクリップルを減少させ
る方法が示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, DC motors used in VTRs and tape recorders and the like, particularly DC brushless motors, have a gentle current gradient for phase switching to obtain quiet and smooth rotation, and electrically correct torque ripple. In many cases, a drive device having a function of performing the above operation is used. For example, JP-A-61-
No. 142986 (hereinafter abbreviated as Document 1) discloses that the sum of the output in the inflow direction and the sum of the output in the outflow direction of the preamplifier are compared, and the difference is fed back to the offset adjustment terminal of the preamplifier. A method for removing the influence of the offset and the third harmonic of the Hall element, and comparing the sum of the output of the power amplifier and the output control signal, or the sum of the output control signal and the output of the preamplifier in the inflow direction, and using the difference, A method of suppressing the effect of sensitivity variation of the Hall element by controlling the amplification degree of the preamplifier or the supply voltage of the Hall element, and adding the output of the comparator of the offset adjustment loop of the Hall element to the output control signal. A method for reducing torque ripple is shown.

【0003】また、モータの出力トルクを制御するため
に、モータと直列にトランジスタと抵抗器を接続し、抵
抗器両端の電圧でモータに流れる電流を検出し、制御入
力電圧と前記抵抗器両端の電圧を差動増幅器で比較し、
その出力によりモータに直列に接続されたトランジスタ
のベース電流を制御することによりモータの電流を制御
し、モータの出力トルクを制御することが一般に行われ
ている。
In order to control the output torque of the motor, a transistor and a resistor are connected in series with the motor, the current flowing through the motor is detected by the voltage across the resistor, and the control input voltage and the voltage across the resistor are detected. Compare the voltage with a differential amplifier,
It is common practice to control the motor current by controlling the base current of a transistor connected in series to the motor based on the output, and to control the output torque of the motor.

【0004】なお、この際に、制御入力電圧と抵抗器両
端の電圧を直接に比較せずに、一旦制御入力電圧Vcと
基準電圧Vtを比較し、レベルシフトしてから抵抗器両
端の電圧と比較することが一般的である。
At this time, instead of directly comparing the control input voltage with the voltage across the resistor, the control input voltage Vc is once compared with the reference voltage Vt, and the level is shifted. It is common to make a comparison.

【0005】このような直流モータ駆動装置の回路構成
のブロック線図を図10に、その各特性の一例を図11に示
す。
FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration of such a DC motor driving device, and FIG. 11 shows an example of each characteristic.

【0006】図10において、制御入力端子701に印加さ
れる制御入力電圧Vcは、回路電源電圧Vccを抵抗器2
3,24で分圧して作られた基準電圧Vtを、反転入力端子
に接続された前置増幅器700(差動増幅器)の非反転入力
端子に接続され、その出力電流Ioは抵抗器22に入力さ
れる。そして、制御増幅器800でモータ40のモータ電流
Imにより抵抗器21に発生する電圧と比較されている。
In FIG. 10, the control input voltage Vc applied to the control input terminal 701 is the circuit power supply voltage Vcc
The reference voltage Vt obtained by dividing the voltage at 3, 24 is connected to the non-inverting input terminal of the preamplifier 700 (differential amplifier) connected to the inverting input terminal. Is done. The control amplifier 800 compares the voltage with the voltage generated in the resistor 21 by the motor current Im of the motor 40.

【0007】制御増幅器800の出力電流回路は、トラン
ジスタ30のベースに接続されており、トランジスタ30の
コレクタに接続されたモータ40のモータ電流Imを制御
入力電圧Vcで制御するモータ電流制御ループを構成し
ている。
The output current circuit of the control amplifier 800 is connected to the base of the transistor 30 and constitutes a motor current control loop for controlling the motor current Im of the motor 40 connected to the collector of the transistor 30 with the control input voltage Vc. doing.

【0008】図11(a)は制御入力電圧(Vc)対モータ電流
(Im)の特性、図11(b)はモータ電流・回転数(N)対出力
トルク(T)の特性を示す。
FIG. 11A shows the control input voltage (Vc) versus the motor current.
FIG. 11B shows the characteristics of (Im) and the characteristics of motor current / rotational speed (N) versus output torque (T).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記文
献1に示された方法では帰還ループを構成するためルー
プ内に比較器や増幅器を設ける必要があり、回路部分を
ワンチップ集積回路(IC)化するときにより大きなチッ
プ面積を必要とするだけでなく、帰還ループの動作を安
定化し、かつIC外部に位相補償のための多くの外付部
品を必要とするという第1の問題があった。
However, in the method disclosed in the above document 1, a comparator and an amplifier must be provided in the loop to form a feedback loop, and the circuit portion is formed into a one-chip integrated circuit (IC). In addition to this, there is a first problem that not only a larger chip area is required, but also the operation of the feedback loop is stabilized and many external components for phase compensation are required outside the IC.

【0010】また、慣性モーメントの小さいモータや回
転速度のサンプリング間隔を十分に小さくできないモー
タを制御するためには、図11(a)に示す伝達特性の傾斜
は特性1より特性2のように傾斜が小さい方が望まし
い。
In order to control a motor having a small moment of inertia or a motor whose rotation speed sampling interval cannot be made sufficiently small, the slope of the transfer characteristic shown in FIG. Is desirable.

【0011】しかしながら、伝達特性を特性2のように
設定すると制御入力電圧Vcの最大値Vc maxを印加して
も、図11(b)に特性2で示すようにモータの起動トルク
が低下してしまうという第2の問題があった。
However, if the transfer characteristic is set as shown in characteristic 2, even if the maximum value Vc max of the control input voltage Vc is applied, the starting torque of the motor decreases as shown by characteristic 2 in FIG. There was a second problem of getting lost.

【0012】本発明は、上記第2の問題を解決し、従来
と比べてより簡単な回路と少ない外付部品でトルクリッ
プルを抑制し、慣性モーメントの小さいモータや回転速
度のサンプリング間隔を十分に小さくできないモータに
おいても、起動トルクを減少させることなく安定な制御
ができる直流モータの駆動装置の提供を目的とする。
The present invention solves the above-mentioned second problem, suppresses torque ripple with a simpler circuit and fewer external parts as compared with the prior art, and provides a motor with a small moment of inertia and a sufficient sampling interval of rotation speed. An object of the present invention is to provide a DC motor drive device capable of performing stable control without reducing the starting torque even in a motor that cannot be reduced in size.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記第2の問
題を解決するため、直流モータに直列に接続されたトラ
ンジスタと抵抗器、および異なる基準電圧を持ち制御入
力電圧と前記基準電圧とを比較する複数の前置増幅器
と、前記複数の前置増幅器の出力を合成した信号と前記
抵抗器両端の電圧の差を増幅する誤差増幅手段を備え、
前記誤差増幅手段の出力により前記トランジスタのベー
ス電流を制御するように構成したものである。
In order to solve the above-mentioned second problem, the present invention provides a transistor and a resistor connected in series to a DC motor, and has a different reference voltage and a control input voltage and the reference voltage. A plurality of preamplifiers, and an error amplifying means for amplifying a difference between a signal obtained by combining outputs of the plurality of preamplifiers and a voltage across the resistor,
The base current of the transistor is controlled by the output of the error amplifier.

【0014】上記構成により、慣性モーメントの小さい
モータや回転速度のサンプリング間隔を十分に小さくで
きないモータにおいても、起動トルクを減少させること
なく安定な制御をすることが可能になる。
According to the above configuration, stable control can be performed without reducing the starting torque even in a motor having a small moment of inertia or a motor in which the sampling interval of the rotational speed cannot be made sufficiently small.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の実施形態を説明するための
参考例における直流モータ駆動装置の回路構成をブロッ
ク線図で示したものである。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a DC motor driving device according to a reference example for describing an embodiment of the present invention.

【0017】図1において、ホール素子1,2,3は固
定子(図示せず)上にお互いに電気角120°の間隔で配置
されており、ホール素子1,2,3の出力は電流出力型
のホール信号増幅器100,200,300の入力端子にそれぞ
れ接続されている。ホール信号増幅器100,200,300の
出力は、対数圧縮回路400の入力端子401,402,403にそ
れぞれ入力され、対数圧縮された出力電圧がそれぞれ第
1の分配回路(1)500、および第2の分配回路(2)900に接
続されている。第1の分配回路(1)500は、出力電流指令
端子501に入力された電流を対数圧縮回路400の入力端子
401〜403の電圧に比例して、その出力端子505〜507およ
び508〜510からパワー増幅器600の入力端子601〜603お
よび604〜606に分配する。
In FIG. 1, the Hall elements 1, 2, 3 are arranged on a stator (not shown) at an interval of 120 electrical degrees from each other, and the outputs of the Hall elements 1, 2, 3 are current output. Type Hall signal amplifiers 100, 200, 300 are connected to the input terminals, respectively. Outputs of the Hall signal amplifiers 100, 200, and 300 are input to input terminals 401, 402, and 403 of a logarithmic compression circuit 400, respectively, and logarithmically compressed output voltages are respectively supplied to a first distribution circuit (1) 500 and a second Is connected to the distribution circuit (2) 900. The first distribution circuit (1) 500 converts the current input to the output current command terminal 501 into an input terminal of the logarithmic compression circuit 400.
The output terminals 505-507 and 508-510 are distributed to the input terminals 601-603 and 604-606 of the power amplifier 600 in proportion to the voltages of 401-403.

【0018】図2は図1における対数圧縮回路400およ
び第1の分配回路(1)500の一例を示す回路図であり、こ
の回路は基本的なアナログ乗算回路を3差動構成にし、
さらに正負両方向の信号に対応させたものである。3相
正弦波の性質から3つのダイオードおよびトランジスタ
の1つは常に逆バイアスされるためオフ状態となり、通
常の乗算器として動作することを利用して、入力端子40
1〜403の電圧の比に比例して出力電流指令端子501の電
流を分配し、出力端子505〜507および508〜510に出力す
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the logarithmic compression circuit 400 and the first distribution circuit (1) 500 in FIG. 1. This circuit has a basic analog multiplication circuit having a three-differential configuration.
Further, it corresponds to signals in both positive and negative directions. Due to the nature of the three-phase sine wave, one of the three diodes and one of the transistors is always reverse-biased and is in an off state.
The current of the output current command terminal 501 is distributed in proportion to the ratio of the voltages of 1 to 403 and output to the output terminals 505 to 507 and 508 to 510.

【0019】次に、図1に示すパワー増幅器600は吸込
方向の出力電流と等しい電流を吐出する電流吐出端子60
7を持ち、電流吐出端子607は抵抗器21の一端に接続さ
れ、モータ電流に比例する電圧を抵抗器21に発生してい
る。パワー増幅器600の出力は固定子巻線4,5,6に
接続され、回転子マグネットの位置に対応した前記固定
子巻線に電流を供給することによってモータに回転トル
クを発生している。
Next, the power amplifier 600 shown in FIG. 1 has a current discharge terminal 60 for discharging a current equal to the output current in the suction direction.
7, the current discharge terminal 607 is connected to one end of the resistor 21 and generates a voltage in the resistor 21 that is proportional to the motor current. The output of the power amplifier 600 is connected to the stator windings 4, 5, and 6, and supplies a current to the stator windings corresponding to the position of the rotor magnet to generate a rotating torque for the motor.

【0020】制御入力端子701に印加された電圧は前置
増幅器700でレベルシフト,電流変換されて抵抗器22に
入力され、制御増幅器800により抵抗器21に発生するモ
ータ電流に比例する電圧と比較され、その誤差に比例し
た出力信号が第1の分配回路(1)500の出力電流指令端子
501に印加されることにより出力電流制御ループを構成
している。
The voltage applied to the control input terminal 701 is level-shifted and current-converted by the preamplifier 700 and input to the resistor 22, and compared with a voltage proportional to the motor current generated in the resistor 21 by the control amplifier 800. The output signal proportional to the error is output to the output current command terminal of the first distribution circuit (1) 500.
An output current control loop is formed by being applied to 501.

【0021】また、電流検出回路1100は抵抗器21ととも
に、モータ電流に比例する電流を発生し、第2の分配回
路(2)900の出力電流指令端子901および波形合成回路100
0の出力電流指令端子1001に前記電流を供給している。
第2の分配回路(2)900の出力は波形合成回路1000に接続
されトルクリップル補正信号を発生し、トルクリップル
補正信号は抵抗器22に導かれ、前置増幅器700の出力と
加算された後に制御増幅器800の入力となり、トルクリ
ップル補正ループを構成している。
The current detection circuit 1100, together with the resistor 21, generates a current proportional to the motor current, and the output current command terminal 901 of the second distribution circuit (2) 900 and the waveform synthesis circuit 100
The current is supplied to the 0 output current command terminal 1001.
The output of the second distribution circuit (2) 900 is connected to the waveform synthesizing circuit 1000 to generate a torque ripple correction signal, and the torque ripple correction signal is guided to the resistor 22 and after being added to the output of the preamplifier 700. It becomes an input of the control amplifier 800 and forms a torque ripple correction loop.

【0022】以上のように構成された直流モータの駆動
装置について、図1および図3,図4ならびに図5を用
いてその動作を説明する。
The operation of the DC motor driving device configured as described above will be described with reference to FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4, and FIG.

【0023】まず、図3は図1の第2の分配回路(2)900
および波形合成回路1000による帰還がないときの動作を
説明する各部の動作波形図であり、ホール素子1〜3の
出力電圧は、ホール信号増幅器100〜300により電流に変
換されて図3(a)に示す電流の形で、図1の対数圧縮回
路400の入力端子401〜403に入力される。図3(b)は対数
圧縮回路400の出力端子404〜406の電圧である。第1の
分配回路(1)500は前述の通り、出力電流指令端子501の
電流を対数圧縮回路400の入力端子401〜403の電圧に比
例して分配しており、出力端子508〜510から図3(c)、
出力端子505〜507から図3(d)の電流を出力する。した
がって、パワー増幅器600の出力端子608〜610に図3(e)
の電流が得られる。図3(f)は出力トルクであり、約14
%のトルクリップルを含んでいる。
First, FIG. 3 shows the second distribution circuit (2) 900 of FIG.
3A and 3B are operation waveform diagrams illustrating operations when there is no feedback by the waveform synthesizing circuit 1000. The output voltages of the Hall elements 1 to 3 are converted into currents by the Hall signal amplifiers 100 to 300, and FIG. Are input to the input terminals 401 to 403 of the logarithmic compression circuit 400 in FIG. FIG. 3B shows the voltages at the output terminals 404 to 406 of the logarithmic compression circuit 400. As described above, the first distribution circuit (1) 500 distributes the current of the output current command terminal 501 in proportion to the voltage of the input terminals 401 to 403 of the logarithmic compression circuit 400. 3 (c),
The current of FIG. 3D is output from the output terminals 505 to 507. Therefore, the output terminals 608 to 610 of the power amplifier 600 are connected as shown in FIG.
Is obtained. FIG. 3 (f) shows the output torque, which is about 14
Contains 100% torque ripple.

【0024】図4は第2の分配回路(2)900および波形合
成回路1000による帰還を加えたときの図1の各部の動作
波形図であり、図4(a),(b)は図3(a),(b)と同じもの
である。図4(c)が図1の波形合成回路1000の出力端子1
002の電圧波形である。したがって、パワー増幅器600の
出力端子608〜610に図4(d)の電流が得られ、図4(e)で
示される出力トルクのリップルは約2%以下になる。
FIG. 4 is an operation waveform diagram of each part in FIG. 1 when feedback is applied by the second distribution circuit (2) 900 and the waveform synthesis circuit 1000, and FIGS. 4 (a) and (b) are FIG. They are the same as (a) and (b). FIG. 4C shows the output terminal 1 of the waveform synthesis circuit 1000 shown in FIG.
002 is a voltage waveform. Therefore, the current of FIG. 4D is obtained at the output terminals 608 to 610 of the power amplifier 600, and the ripple of the output torque shown in FIG. 4E becomes about 2% or less.

【0025】図5は図1における第2の分配回路(2)900
および波形合成回路1000の一例を示す回路図であり、図
6は図5の各部の動作波形図である。
FIG. 5 shows the second distribution circuit (2) 900 in FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a waveform synthesizing circuit 1000, and FIG. 6 is an operation waveform diagram of each part in FIG.

【0026】図6(a)は上段に示す電気角に対応する波
形合成回路1000による帰還がないときのパワー増幅器60
0の出力電流、(b)は後述するトランジスタT21〜T23お
よびT34〜T36を流れる電流I21〜I23およびI34〜I
36、(c)は同じくトランジスタT25〜T27およびT31〜
T33を流れる電流I25〜I27およびI31〜I33、(d)は
トランジスタT43〜T45に流れる電流I43〜I45、(e)
は同じくトランジスタT46〜T48に流れる電流I46〜I
48、(f)はトランジスタT41およびT52を流れる電流I4
1およびI52、(g)は波形合成回路1000による帰還をかけ
たときのパワー増幅器600の出力電流である。
FIG. 6A shows a power amplifier 60 when there is no feedback by the waveform synthesizing circuit 1000 corresponding to the electrical angle shown in the upper part.
0, and (b) shows currents I21-I23 and I34-I flowing through transistors T21-T23 and T34-T36 to be described later.
36, (c) shows the transistors T25 to T27 and T31 to
The currents I25-I27 and I31-I33 flowing through T33, (d) are the currents I43-I45 flowing through the transistors T43-T45, (e)
Are the currents I46-I flowing through the transistors T46-T48.
48, (f) shows the current I4 flowing through the transistors T41 and T52.
1 and I52, (g) are output currents of the power amplifier 600 when the feedback by the waveform synthesizing circuit 1000 is applied.

【0027】さて、上記図5において、トランジスタT
11,T12,T13,T21,T22,T23,T25,T26,T27
は他のトランジスタの2倍、トランジスタT14,T15は
他のトランジスタの3倍のエミッタ面積を持っており、
各トランジスタに流れる電流で、I14,I15はI11の1.
5倍、I24,I28はI11の0.5倍の電流となる。I15をト
ランジスタT34,T35,T36で分配して得られたI34,
I35,I36とI21,I22,I23を減算してI43,I44,
I45が、同様にしてI46,I47,I48が得られる。さら
に、I24からI43,I44,I45を減算してI41が、I28
からI46,I47,I48を減算してI52が得られる。I41
とI52は加算されて出力端子1002に出力され、トルクリ
ップル補正信号となる。このトルクリップル補正信号を
図1の前置増幅器700の出力信号と加算して図1の抵抗
器22に図4(c)に示す電圧を発生し、制御増幅器800に入
力することにより前述のトルクリップル抑制効果が得ら
れる。
Now, referring to FIG.
11, T12, T13, T21, T22, T23, T25, T26, T27
Has twice the emitter area of the other transistors, and the transistors T14 and T15 have three times the emitter area of the other transistors.
The current flowing through each transistor, I14 and I15 are 1.11 of I11.
Five times, I24 and I28 become 0.5 times the current of I11. I34 obtained by distributing I15 by transistors T34, T35 and T36,
I35, I36 and I21, I22, I23 are subtracted to obtain I43, I44,
I45 is obtained in the same manner as I46, I47 and I48. Further, by subtracting I43, I44 and I45 from I24, I41 becomes I28
I52 is obtained by subtracting I46, I47 and I48 from. I41
And I52 are added and output to the output terminal 1002 to become a torque ripple correction signal. This torque ripple correction signal is added to the output signal of the preamplifier 700 of FIG. 1 to generate the voltage shown in FIG. 4C at the resistor 22 of FIG. A ripple suppressing effect can be obtained.

【0028】上記構成の参考例は回転子マグネットの位
置を検出するホール素子1〜3による場合を示し、磁電
変換素子を想定していたが、図6(a)の電流波形が得ら
れれば必ずしも磁電変換素子を必要としない。例えば、
特開平3−89890号公報に示された方法により回転子マ
グネットの位置に対応した電気角60°の平坦部を持つ台
形波を発生することができれば、図5および図6に示し
た方法によりトルクリップル補正信号を得ることができ
るため、図4(e)に示すと同様のトルクリップル抑制効
果が得られる。
The reference example of the above configuration shows the case of using the Hall elements 1 to 3 for detecting the position of the rotor magnet, and supposes the magneto-electric conversion element. However, if the current waveform of FIG. No magneto-electric conversion element is required. For example,
If a trapezoidal wave having a flat portion having an electrical angle of 60 ° corresponding to the position of the rotor magnet can be generated by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-89890, the torque shown in FIGS. Since a ripple correction signal can be obtained, a torque ripple suppression effect similar to that shown in FIG.

【0029】図7は本発明の実施形態であるモータ駆動
装置の回路構成を示すブロック線図である。これは慣性
モーメントの小さいモータや回転速度のサンプリング間
隔を十分に小さくできないモータにおいても、起動トル
クを減少させることなく安定な制御をする手段を示した
ものである。
FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration of a motor driving device according to an embodiment of the present invention. This shows a means for performing stable control without reducing the starting torque even in a motor having a small moment of inertia or a motor whose rotation speed sampling interval cannot be made sufficiently small.

【0030】図7において制御入力端子711に印加され
る制御入力電圧Vcは、回路電源電圧Vccを抵抗器23,3
5,24で分圧して作られた基準電圧Vt1およびVt2を
反転入力端子に接続された前置増幅器(電流出力の差動
増幅器)710および720の非反転入力端子に接続され、そ
れぞれの出力電流I2およびI3は抵抗器22に入力され、
制御増幅器800(誤差増幅器,差動増幅器)でモータ40の
モータ電流Imにより抵抗器21に発生する電圧と比較さ
れている。制御増幅器800の出力電流はトランジスタ30
のベースに接続されており、トランジスタ30のコレクタ
に接続されたモータ40のモータ電流Imを制御入力電圧
Vcで制御するモータ電流制御ループを構成している。
In FIG. 7, the control input voltage Vc applied to the control input terminal 711 is obtained by changing the circuit power supply voltage Vcc to the resistors 23, 3
The reference voltages Vt1 and Vt2 produced by dividing the voltages by 5, 24 are connected to the non-inverting input terminals of preamplifiers (current output differential amplifiers) 710 and 720 connected to the inverting input terminals, respectively. I2 and I3 are input to resistor 22;
The control amplifier 800 (error amplifier, differential amplifier) compares the voltage generated in the resistor 21 by the motor current Im of the motor 40. The output current of control amplifier 800 is transistor 30
And a motor current control loop for controlling the motor current Im of the motor 40 connected to the collector of the transistor 30 with the control input voltage Vc.

【0031】図8は図7におけるモータ電流(Im)と前
置増幅器の出力電流I2,I3の特性図を示し、(a)は制
御入力電圧(Vc)対モータ電流(Im)の特性図、(b)は制
御入力電圧(Vc)対前置増幅器の出力電流I2,I3の特
性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram of the motor current (Im) and the output currents I2 and I3 of the preamplifier in FIG. 7, (a) is a characteristic diagram of the control input voltage (Vc) versus the motor current (Im), (b) is a characteristic diagram of the control input voltage (Vc) versus the output currents I2 and I3 of the preamplifier.

【0032】上記図7に示す本実施形態の回路図におけ
る、この制御ループはI2とI3を加算した電流で動作す
るため、制御入力電圧Vcとモータ電流Imは図8(a)の
特性2に示すような関係となる。
Since this control loop in the circuit diagram of the present embodiment shown in FIG. 7 operates with a current obtained by adding I2 and I3, the control input voltage Vc and the motor current Im have the characteristic 2 shown in FIG. The relationship is as shown.

【0033】この特性2を特性1で示す従来の制御回路
の特性と比較してみると、通常の動作点Iop付近では
特性1より傾斜が小さいため、慣性モーメントの小さい
モータや回転速度のサンプリング間隔を十分に小さくで
きないため制御入力電圧のリップルを除去しきれないモ
ータの速度制御に好適な特性をしている。また特性の変
曲点Itを最大の動作点より高く設定しておけば、通常
の動作範囲では前述の特性を保ちながら制御入力電圧V
cの最大値Vc maxに対しては特性1と同等以上のモータ
電流Imaxを得ることができ、起動トルクの低下なしに
良好な制御特性を得ることができる。
Comparing the characteristic 2 with the characteristic of the conventional control circuit represented by the characteristic 1, since the inclination is smaller than the characteristic 1 near the normal operating point Iop, the sampling interval of the motor or the rotational speed with a small moment of inertia is small. Is not sufficiently reduced, the characteristic is suitable for motor speed control in which the ripple of the control input voltage cannot be completely removed. If the inflection point It of the characteristic is set higher than the maximum operating point, the control input voltage V
For the maximum value Vcmax of c, a motor current Imax equal to or more than the characteristic 1 can be obtained, and a good control characteristic can be obtained without a decrease in the starting torque.

【0034】また、前置増幅器720の特性を図9のI3で
示すような特性に変更しても同じ効果が得られる。
The same effect can be obtained even if the characteristic of the preamplifier 720 is changed to the characteristic indicated by I3 in FIG.

【0035】なお、説明にはトランジスタ1つの例を示
したが、図1のようにパワー増幅器に複数のトランジス
タを使用してモータを駆動する装置についても適用でき
ることはいうまでもない。
Although one transistor has been described in the description, it is needless to say that the present invention can be applied to an apparatus for driving a motor using a plurality of transistors in a power amplifier as shown in FIG.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の直流モー
タの駆動装置は、直流モータに直列に接続されたトラン
ジスタと抵抗器、および異なる基準電圧を持ち制御入力
電圧と前記基準電圧とを比較する複数の前置増幅器と、
前記複数の前置増幅器の出力を合成した信号と前記抵抗
器両端の電圧の差を増幅する誤差増幅手段を備え、前記
誤差増幅手段の出力により前記トランジスタのベース電
流を制御することにより、慣性モーメントの小さいモー
タや回転速度のサンプリング間隔を十分に小さくできな
いモータにおいても、起動トルクを減少させることなく
安定な制御をすることが可能になる。
As described above, the DC motor driving apparatus according to the present invention has a transistor and a resistor connected in series to the DC motor, has different reference voltages, and compares a control input voltage with the reference voltage. A plurality of preamplifiers;
Error amplification means for amplifying a difference between a signal obtained by combining the outputs of the plurality of preamplifiers and a voltage between both ends of the resistor, and controlling a base current of the transistor by an output of the error amplification means, thereby providing a moment of inertia. It is possible to perform stable control without reducing the starting torque even in a motor having a small motor speed or a motor whose rotation speed sampling interval cannot be sufficiently reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を説明するための参考例にお
けるモータ駆動装置の回路構成を示すブロック線図
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a motor drive device according to a reference example for describing an embodiment of the present invention.

【図2】図1における対数圧縮回路および第1の分配回
路(1)の一例を示す回路図
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a logarithmic compression circuit and a first distribution circuit (1) in FIG.

【図3】図1における第2の分配回路(2)および波形合
成回路による帰還がないときの動作を説明する各部の動
作波形図
FIG. 3 is an operation waveform diagram of each unit for explaining an operation when there is no feedback by a second distribution circuit (2) and a waveform synthesis circuit in FIG. 1;

【図4】図1における第2の分配回路(2)および波形合
成回路による帰還を加えたときの動作を説明する各部の
動作波形図
FIG. 4 is an operation waveform diagram of each section for explaining an operation when feedback is applied by a second distribution circuit (2) and a waveform synthesis circuit in FIG. 1;

【図5】図1における第2の分配回路(2)および波形合
成回路の一例を示す回路図
5 is a circuit diagram showing an example of a second distribution circuit (2) and a waveform synthesis circuit in FIG.

【図6】図5における第2の波形合成回路(2)および波
形合成回路の動作を説明する各部の動作波形図
FIG. 6 is an operation waveform diagram of each section for explaining the operation of the second waveform synthesis circuit (2) and the waveform synthesis circuit in FIG.

【図7】本発明の実施形態であるモータ駆動装置の回路
構成を示すブロック線図
FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration of a motor drive device according to an embodiment of the present invention.

【図8】図7における制御入力電圧対モータ電流特性図
(a)および制御入力電圧対前置増幅器の出力電流特性図
(b)
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a control input voltage and a motor current in FIG. 7;
(a) and control input voltage vs. output current characteristics of the preamplifier
(b)

【図9】図7における他の制御入力電圧対モータ電流特
性図(a)および制御入力電圧対前置増幅器の出力電流特
性図(b)
9 is a diagram showing another control input voltage versus motor current characteristic in FIG. 7 (a) and a diagram showing the control input voltage versus output current characteristic of the preamplifier (b).

【図10】従来のモータ駆動装置の回路構成を示すブロ
ック線図
FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional motor drive device.

【図11】図10のモータ駆動装置の制御入力電圧対モー
タ電流特性図(a)および出力トルク対モータ電流および
回転数特性図(b)
11 (a) and FIG. 11 (b) are plots of control input voltage versus motor current and plots of output torque versus motor current and rotation speed for the motor drive device of FIG.

【符号の説明】 21,22,23,24,35 抵抗器 30 トランジスタ 40 直流モータ 710,720 前置増幅器 711 制御入力端子 800 誤差増幅器(制御増幅器)[Description of Signs] 21, 22, 23, 24, 35 Resistor 30 Transistor 40 DC Motor 710, 720 Preamplifier 711 Control Input Terminal 800 Error Amplifier (Control Amplifier)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺井 保則 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Yasunori Terai 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流モータに直列に接続されたトランジ
スタと抵抗器、および異なる基準電圧を持ち制御入力電
圧と前記基準電圧とを比較する複数の前置増幅器と、前
記複数の前置増幅器の出力を合成した信号と前記抵抗器
両端の電圧の差を増幅する誤差増幅手段を備え、前記誤
差増幅手段の出力により前記トランジスタのベース電流
を制御するように構成したことを特徴とする直流モータ
の駆動装置。
A plurality of preamplifiers having different reference voltages for comparing a control input voltage with the reference voltage, and an output of the plurality of preamplifiers. A DC amplifier comprising: an amplifier configured to amplify a difference between a signal obtained by combining the above and a voltage between both ends of the resistor, wherein a base current of the transistor is controlled by an output of the amplifier. apparatus.
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